การขยายตัวของพื้นมหาสมุทรและธรณีแปรสัณฐานทางทะเล

ตามระบบสันเขากลางมหาสมุทรที่โอบรอบโลก หินหลอมเหลวจะผุดขึ้นมาเพื่อสร้างเปลือกโลกมหาสมุทรใหม่ที่แผ่ขยายออกไป บันทึกประวัติศาสตร์แม่เหล็กของโลกและขับเคลื่อนวัฏจักรธรณีแปรสัณฐานของแอ่งมหาสมุทร

Definition

การขยายตัวของพื้นมหาสมุทร (seafloor spreading) คือกระบวนการที่เปลือกโลกมหาสมุทรใหม่ก่อตัวขึ้นที่สันเขากลางมหาสมุทรและเคลื่อนตัวออกไปทั้งสองข้าง; ธรณีแปรสัณฐานทางทะเล (marine tectonics) คือการศึกษาที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับการก่อกำเนิด การเคลื่อนที่ และการทำลายพื้นมหาสมุทรโดยธรณีแปรสัณฐานแผ่นเปลือกโลก

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการกำเนิดของเปลือกโลกมหาสมุทรที่สันเขากลางมหาสมุทร กระบวนการขยายตัวของพื้นมหาสมุทรและอัตราการขยายตัว บันทึกความผิดปกติของสนามแม่เหล็กที่ยืนยันการขยายตัว การเย็นตัวและการทรุดตัวของเปลือกโลกเมื่อมีอายุมากขึ้น และการมุดตัวของพื้นมหาสมุทรเก่าที่ร่องลึกก้นสมุทรซึ่งทำให้วัฏจักรธรณีแปรสัณฐานสมบูรณ์

Core questions

• เปลือกโลกมหาสมุทรใหม่ถูกสร้างขึ้นที่สันเขากลางมหาสมุทรได้อย่างไร?
• หลักฐานใดจากความผิดปกติของสนามแม่เหล็กที่ยืนยันการขยายตัวของพื้นมหาสมุทร?
• เหตุใดพื้นมหาสมุทรจึงลึกและเย็นลงเมื่อมีอายุมากขึ้นห่างจากสันเขา?
• เปลือกโลกมหาสมุทรเก่าถูกทำลายอย่างไร และอะไรทำให้วัฏจักรธรณีแปรสัณฐานสมบูรณ์?

Key theories

สมมติฐานการขยายตัวของพื้นมหาสมุทร

เฮสส์เสนอว่าพื้นมหาสมุทรถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องที่สันเขาและถูกทำลายที่ร่องลึกก้นสมุทร โดยพื้นมหาสมุทรทำหน้าที่เหมือนสายพานลำเลียงที่พาทวีปต่างๆ แยกออกจากกัน

แถบแม่เหล็กและการกลับขั้ว

แถบความผิดปกติของสนามแม่เหล็กแบบสมมาตรที่ขนานกับสันเขาบันทึกการสลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลกที่ถูกตรึงอยู่ในเปลือกโลกที่เย็นตัวลง ซึ่งเป็นหลักฐานที่เด็ดขาดของการขยายตัวและเป็นเครื่องมือในการหาอายุที่แม่นยำ

Mechanisms

ใต้สันเขากลางมหาสมุทร การหลอมเหลวจากการลดความดันของเนื้อโลกจะผลิตหินหนืดที่ปะทุและแทรกซึมเพื่อสร้างเปลือกโลกมหาสมุทรใหม่; เมื่อเปลือกโลกแผ่ขยายออกไป มันจะเย็นตัวลง หดตัว และทรุดตัวลง บันทึกการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลกเป็นแถบสมมาตร ในที่สุดเปลือกโลกที่มีอายุมากและมีความหนาแน่นสูงจะจมลงสู่เนื้อโลกที่เขตมุดตัว ทำให้วัฏจักรสมบูรณ์

Clinical relevance

ธรณีแปรสัณฐานทางทะเลควบคุมการกระจายตัวของแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และแหล่งกำเนิดสึนามิตามแนวขอบแผ่นเปลือกโลก เป็นแหล่งสะสมแร่ไฮโดรเทอร์มอลที่สันเขา และให้มาตราส่วนเวลาแม่เหล็กที่ใช้ในวิทยาศาสตร์โลกทั้งหมด

History

เฮสส์ได้เสนอแนวคิดการขยายตัวของพื้นมหาสมุทรในปี 1962; ไวน์และแมทธิวส์ตีความความผิดปกติของสนามแม่เหล็กที่สันเขาว่าเป็นบันทึกการขยายตัวและการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กในปี 1963 และแนวคิดรอยเลื่อนทรานส์ฟอร์มของวิลสันได้ทำให้กรอบแนวคิดสมบูรณ์ ซึ่งทั้งหมดนี้รวมกันเป็นแกนหลักของการปฏิวัติธรณีแปรสัณฐานแผ่นเปลือกโลก

Key figures

• Harry Hess
• Frederick Vine
• Drummond Matthews
• Tuzo Wilson

Seminal works

• hess1962
• vineMatthews1963

Frequently asked questions

แถบแม่เหล็กบนพื้นมหาสมุทรคืออะไร?

เป็นแถบของเปลือกโลกมหาสมุทรที่มีการวางตัวของสนามแม่เหล็กสลับทิศทางกัน บันทึกการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลกในขณะที่เปลือกโลกก่อตัวและเย็นตัวลง และความสมมาตรของแถบเหล่านี้รอบสันเขาได้พิสูจน์การขยายตัวของพื้นมหาสมุทร

เหตุใดพื้นมหาสมุทรลึกจึงลึกขึ้นเมื่ออยู่ห่างจากสันเขา?

เมื่อเปลือกโลกที่เพิ่งก่อตัวเคลื่อนตัวออกจากสันเขา มันจะเย็นตัวลงและหดตัว ทำให้มีความหนาแน่นมากขึ้นและจมลง ดังนั้นความลึกของพื้นมหาสมุทรจึงเพิ่มขึ้นอย่างคาดการณ์ได้ตามอายุของเปลือกโลก